Свинец и здоровье человека

Введение

О том, что в Перми сложилась непростая экологическая ситуация, впрочем, типичная для многих городов, расположенных  вблизи мощного предприятия цветной металлургии,  знают все горожане. Такие предприятия насыщают окружающую среду токсическими веществами, в первую очередь, соединениями  меди, кадмия, мышьяка, свинца. А стойкое накопление их в почве создает вторичные источники вредного воздействия токсикантов на людей, особенно на детей.

Во многих странах мира именно свинец считается наиболее опасным для здоровья и психологического развития детей младшего возраста токсикантом. Поэтому именно этот элемент из таблицы Менделеева был выбран в качестве объекта исследования областной целевой программы «Охрана окружающей природной среды от свинцового загрязнения и снижение его влияния на здоровье населения Уральского региона на 2000-2006 годы». В разработке и осуществлении программы приняли участие специалисты Уральского регионального центра экологической эпидемиологии (УРЦЭЭ), OблЦГСЭН, Екатеринбургского медицинского научного центра профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий.

Было  установлено, что выбросы свинца в большей мере связаны  с деятельностью металлургических комбинатов и в значительно меньшей – с работой автотранспорта на этилированном бензине. Вредное действие свинца на здоровье людей комбинируется с действием других промышленных загрязнителей, таких как медь, кадмий, мышьяк, сернистый ангидрид, минеральная пыль. А несбалансированное питание - недостаток кальция, железа  и полноценного белка – усиливает неблагоприятное его  влияние.

Источники поступления свинца в организм человека

Органические соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки с пищей и водой, неорганические (например, содержащиеся в выхлопных газах) – через дыхательные пути и пищеварительный тракт.

Больше половины всего поступающего в организм свинца приходится на воздух. Ежедневно житель города вдыхает 20 м3 воздуха с содержанием свинца 2•10–3 мг/м3. Основные промышленные источники выбросов свинца в атмосферу в России представлены ниже

Немалый вред приносит автотранспорт. Быстрый рост числа автомобилей в последние годы привел к тому, что в некоторых городах, где нет ни обогатительных комбинатов, ни металлургических заводов, за год в воздух выбрасывается до 8 тыс. т свинца, что превышает допустимый уровень. Анализ атмосферного воздуха в 100 городах нашей страны в 2004г. показал, что средняя концентрация свинца составила 0,08 мкг/м3, причем в 80% взятых проб она превышала предельно допустимые значения (например, в воздухе кварталов вблизи аккумуляторного завода в Санкт-Петербурге в 10 раз). В волосах детей, проживающих около такого завода в Курске, концентрация свинца составила 48 мкг/г.

В Перми растет объем вредных выбросов от автомобильного транспорта. Основным поставщиком вредных выбросов в Перми является автомобильный транспорт.

По данным городского управления по экологии и природопользованию, ежегодно объем выбросов от промышленных предприятий областного центра снижается на 2 тысяч тонн, тогда как выбросы автомобильного транспорта, загрязняющие воздух, растут. При этом самыми «ядовитыми» улицами являются Пушкина, Уральская и Льва Шатрова. Здесь концентрация таких веществ как диоксид азота, оксид углерода, формальдегид, диоксид серы, углеводород, бензапирен и свинец превышает предельно-допустимые концентрации (ПДК).

С ежедневным приемом пищи в организм поступает свинца 0,06–0,5 мг. В продуктах растительного и животного происхождения естественное содержание свинца не превышает 0,5–1,0 мг/кг. В больших количествах он содержится в хищных рыбах, например в тунце (до 2,0 мг/кг), в моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг). Токсическая доза свинца – 1 мг, летальная – 10 г.

Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей.

Свинец попадает в организм при употреблении консервов, помещенных в сборную жестяную тару, которую спаивают припоем, содержащим определенное количество свинца. Это может произойти, когда пайка некачественная (образуются брызги припоя). И даже специальный лак, которым покрывают консервные банки, тоже не помогает. Имеются случаи, когда в консервах из этой тары свинец накапливается до 3 мг/кг и даже выше, особенно при длительном хранении, что представляет опасность для здоровья. Поэтому продукты в жестяной таре следует хранить не более 5 лет. Анализы отечественных консервов показали превышение в них допустимого уровня свинца.

Много свинца в пищевых продуктах, выращенных вдоль автомагистралей. Свинец образуется при сгорании этилированного бензина (бензина, содержащего тетраэтилсвинец1) и легко проникает в почву. Соединения свинца добавляют к бензину для улучшения работы двигателя. Вдоль дорог следует сажать лесные полосы, а не плодовые деревья. Например, в Дании после запрещения использования в автомобилях этилированного бензина естественный уровень свинца в основных овощах (картофель, морковь, лук) сократился в 2–3 раза.

Организм получает с пищей до 45 мкг свинца, в организме задерживается 16 мкг (что составляет 40% всего количества свинца, поступающего в организм человека за день). У взрослых усвояемость свинца до приема пищи составляет 60–80%, после еды – 6%, а у детей – до 50% даже после еды.

Поглощенный свинец проникает в кровь, распределяется в костных (до 90%) и мягких (печень, почки, мозг) тканях, а также в волосах, ногтях и зубах. Более активно свинец усваивается при дефиците в организме соединений железа, кальция, цинка и при повышенном поступлении витамина D.

Для связывания и быстрого выведения свинца желательно использовать продукты, богатые пектином (овощи и фрукты), которые не подвергались термической обработке. Специфическое средство для снижения содержания свинца – кисломолочные продукты. Они связывают свинец и препятствуют его накоплению в крови и костной ткани. После попадания свинца в организм человека часть его выводится с мочой, а часть (в зависимости от возраста, рациона питания и ряда других факторов) остается в организме.

Биологический период его полувыведения из костей – 20 лет.

По данным недавних обследований, почва большинства российских городов содержит свинца в среднем 30 мг/кг. Содержание свинца в почве значительно выше там, где расположены предприятия, связанные с его использованием

Токсические свойства свинца

Неорганические соединения свинца (Рb2+) нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, вызывая у детей умственную отсталость и заболевания мозга. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по уровню его содержания в крови. Безопасным уровнем считается (0,2–0,8)•10–4%. Свинец оказывает необратимое воздействие на нервную и репродуктивную системы, вызывает анемию. В высоких концентрациях (80–100 мкг/100 дл крови) он приводит к разрушению эритроцитов и ухудшению работы почек у детей.

При отравлениях, особенно сильных, свинец из организма выводят методами хелатотерапии (введение хелатных соединений, избирательно связывающих свинец).

В компонентах трофической цепи происходит сильное возрастание концентрации этого элемента. Человек, представляющий собой одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия тяжелых металлов вследствие возрастания биологической аккумуляции вдоль пищевой цепи.

Применение соединений свинца в медицине

«Свинцовая вода», или свинцовая примочка – 2%-й водный раствор основного ацетата свинца Рb(ОН)(СН3СОО), – наиболее распространенное средство при ушибах. Она оказывает охлаждающее действие и предотвращает образование кровоподтеков, т. к. обладает высокой теплопроводностью. Однако применять ее нельзя, если на коже образовались ссадины и порезы.

Сжигание ракет их их отрицательное влияния на окружающую среду

Пермские экологи сказали «нет» газо-дроссельной установке для вспомогательных ракетных двигателей

26.02.06 11:55 - Завершена официальная общественная экологическая экспертиза проекта газо-дроссельной установки - очередного объекта, входящего в технологическую цепочку по сжиганию в черте миллионного г. Пермь межконтинентальных баллистических твёрдотопливных ракет. Экспертная комиссия, в которую вошли учёные пермских вузов и специалисты-практики, дала однозначно отрицательное заключение на проект.

Основанием для отрицательного заключения явились существенные недоработки проекта и грубые нарушения природоохранного законодательства. В проекте отсутствует раздел «Оценка воздействия на окружающую среду», совершенно обязательный по законодательству. Занижены (сознательно?.. по неряшливости разработчиков?..) классы опасности получающихся твёрдых отходов: названы лишь 3 и 4 классы опасности, хотя указанные выбрасываемые вещества – соединения свинца, кобальта, диоксид азота, окислы серы, фенол принадлежат к наиболее опасным 1 и 2 классам. Вообще, состав отходов в проекте не инвентаризирован и не указано, где и как они будут утилизироваться или захораняться. При оценке выбросов не учтены уровни фоновых концентраций загрязняющих веществ, уже существующие в этом сильно загрязнённом промышленном районе, в том числе, не учтены даже среднегодовые фоновые превышения нормы по 3-м наиболее опасным веществам: диоксиду азота, хлориду водорода и формальдегиду. В проекте даже никак не определена санитарно-защитная зона вокруг газо-дроссельной установки, на которой будет сжигаться высокотоксичное ракетное топливо.

Помимо всего вышесказанного, эксперты отмечают нелегитимность строительства данной установки, поскольку она разрабатывается в рамках Федеральной целевой программы «Промышленная утилизация вооружений и военной техники». Между тем, данная программа сама не прошла обязательную по законодательству государственную экологическую экспертизу, соответственно, любая деятельность по её реализации незаконна.

Официальным организатором экспертизы выступила пермская общественная организация «Экологическая самооборона». В данный момент заключение экспертизы уже передано в Управление Ростехнадзора по Пермской области и в Муниципальное управление по экологии и природопользованию г. Перми. Согласно законодательству, результаты общественной экологической экспертизы должны быть рассмотрены и учтены экспертной комиссией государственной экологической экспертизы. Между тем, эксперты опасаются, что в нынешних условиях тотальных правонарушений со стороны переработчиков ракет НПО «Искра» может начать незаконные работы по строительству установки, не дожидаясь одобрения её государственной экологической экспертизой.

Газо-дроссельная установка предназначена для сжигания вспомогательных ракетных двигателей (основные двигатели сегодня сжигают на открытом стенде). Её предполагается также расположить в Закамске, на территории Пермского завода «Машиностроитель». Проект газо-дроссельной установки разработан НПО «Искра» и ОАО «Прикампромпроект».

Профилактика последствий свинцовых выбросов

Комплекс профилактических мер включает в себя казалось бы простейшие мероприятия. Это и поддержание в исправном состоянии асфальтового покрытия улиц, их регулярный полив, вывоз загрязненного мусора, почвы, уличного снега, опавшей листвы.  Это и озеленение улиц и дворов лиственными породами деревьев с густой кроной и кустарниками, которые играют роль естественных «пылезадерживающих фильтров».  Это и поддержание в хорошем состоянии травяного покрова газонов. Все это позволяет удержать пыль,  которая содержит в себе микрочастицы свинца в связанном состоянии.

Перед администрацией города, руководителями детских дошкольных учреждений встала проблема завоза на игровые площадки песка с незагрязненных территорий, озеленения территории. Также в ранг оздоровительных мероприятий были возведены извечные бытовые проблемы: своевременная замена старых окрашенных игрушек, мебели с потрескавшейся, облупливающейся краской,  ремонт в детских комбинатах и школах.

В ходе реализации программы «Охрана окружающей природной среды от свинцового загрязнения и снижение его влияния на здоровье населения Пермской области на 2000-2006 годы» для родителей были изданы специальные памятки, касающиеся повышения устойчивости организма ребёнка к токсикантам. Так называемая, профилактика включает в себя соблюдения режима дня с обязательным проведением ежедневных закаливающих процедур и занятий физкультурой не менее двух раз в неделю, пребывание детей на свежем воздухе не менее трех часов в день вдали от автомагистралей, автостоянок и  гаражей. Особое значение взрослые должны уделить «антисвинцовому» питанию.

Необходимо отметить, что только комплексное решение данной проблемы позволит достичь существенного эффекта по снижению поступления свинца в организм и профилактике его токсического действия.

Повышение технологичности

 Наиболее радикальной защитой окружающей среды от загрязнения свинцом является изменение технологии. Ниже рассмотрены основные направления снижения свинцового загрязнения окружающей среды различными отраслями промышленности.

На большинстве заводов цветной и черной металлургии запланированы и частично реализуются мероприятия, призванные резко сократить загрязнение окружающей среды. В первую очередь это относится к замене устаревших технологий и оборудования на современные ресурсосберегающие и экологически безопасные процессы, позволяющие существенно сократить объемы отходящих газов и обеспечить возможно полное улавливание и утилизацию всех компонентов этих газов, включая соединения свинца.

Основным направлением реконструирования медеплавильной промышленности выбран перевод на автогенные технологии плавки с использованием обогащенного кислородом дутья, которое кроме технологических преимуществ, позволяет резко сократить объем отходящих газов. Это, в свою очередь, дает возможность практически полностью улавливать пыль и диоксид серы от основных плавильных агрегатов.

Решение проблемы эффективности пылеулавливания обеспечивается применением многоступенчатой очистки газов в технологической схеме сернокислотного производства, а в случае выброса газов без утилизации в дымовую трубу - переводом на пылеочистку в рукавных фильтрах.

Возможность обеспечения санитарных требований в нашей стране достижимо при использовании в качестве финишного аппарата пылеулавливания фильтра со струйной продувкой, оснащенного специальной тканью двойного переплетения. В настоящее время эти фильтры обеспечивают снижение остаточной запыленности по свинцу в выбрасываемых газах до уровня ПДК (следует отметить, что в России величина ПДК свинца в атмосфере -0,3 мкг/м3 ,  жестче, чем в большинстве развитых стран мира.

Экологическое оздоровление аккумуляторной промышленности России немыслимо без технического перевооружения всего технологического цикла производства с применением новейших достижений, как в технологии, так и в конструкции оборудования, в том числе и очистке производственных выбросов из рабочих зон.

Для уменьшения выбросов свинца в воздух и сбросов в водные объекты необходимо провести техническое перевооружение аккумуляторных заводов с изменением технологии и применением нового оборудования с встроенной системой очистки выбросов в воздух и отсутствием стоков (оборотное водоснабжение).

Требованиям экологической безопасности при минимальных капиталовложениях и энергозатратах отвечает безотходная технология переработки аккумуляторного лома с применением гидрометаллургических, электрохимических и низкотемпературных (600-7000 С) металлургических переделов.

Главной задачей в улучшении экологических характеристик бензинов является полный отказ от применения свинецсодержащих антидетонаторов. Это влечет за собой проблемы, связанные с развитием технологических процессов переработки нефтяного сырья с целью повышения октановых чисел компонентов бензина, что требует значительных капиталовложений в нефтеперерабатывающую промышленность и времени на ее модернизацию. По оценке зарубежных экономистов отказ от применения в составе бензинов этиловой жидкости в Европе потребует капитальных вложений в размере 26,7 долл. США на 1 т годовой мощности производства бензина, но, несмотря на это, доля неэтилированных бензинов в Западной Европе непрерывно увеличивается.

Переход на производство неэтилированных бензинов предусматривает реконструкцию и ввод новых установок каталитического риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, изомеризации, алкилирования, производство кислородсодержащих октаноповышающих компонентов.

Альтернативными антидетонаторами являются присадки на основе марганца и железа, не дающих негативных экологических эффектов, поскольку фоновое содержание этих элементов соответственно на 2 и 3 порядка выше, чем у свинца. В стране проведены исследования возможности использования ЦТМ, выявившие оптимальную его концентрацию (0,05 г/л).

Перспективно использование присадок на основе ферроценов. Присадки этого типа сочетаемы с каталитическими дожигателями и используются в производстве бензинов А-76 и АИ-91.

Эффективным антидетонатором для авиационных бензинов является малотоксичный N-метиланилин..

Из оксигенатов наибольшее распространение получил МТБЭ, использование которого уменьшает образование и выброс токсичных веществ. Ряд заводов вырабатывают фетерол. Имеется потенциал производства МТБЭ до 1 млн. т в год при потребности в 3 млн. т.

Помимо отсутствия выбросов свинца другим важным преимуществом использования неэтилированного бензина является возможность устанавливать в автомобилях каталитические нейтрализаторы отработавших газов для уменьшения содержания несгоревших углеводородов, окиси углерода, окислов азота и в результате снижать на 70-90% вредные выбросов автомобильным транспортом. В настоящее время такие дожигатели широко используются во многих странах и являются чрезвычайно эффективными для снижения уровня загрязнения воздуха от автомобилей. Однако нормальная эксплуатация таких систем возможна только на неэтилированных бензинах, так как даже одна заправка этилированным бензином приводит к выходу из строя каталитического нейтрализатора.

В производстве декоративных красок можно вполне отказаться от использования свинцовых пигментов, заменив их ферритами, титанатами, алюминатами.

В России активно ведутся в инициативном порядке работы по воплощению идеи использования стальной дроби в охотничьих патронах во избежание загрязнения окружающей среды в процессе охотничьего промысла и любительской охоты. Для этого необходимо предусмотреть защиту ружейного ствола от стальной дроби, разработать новые типы гильзы и пороха для размещения большего по объему стального снаряда.

В области переработки промышленных и бытовых отходов для снижения загрязнения окружающей среды и решения проблемы циркуляции свободного свинца необходимо, прежде всего, упорядочить систему сбора и переработки вторичного свинцового сырья (в первую очередь амортизированных аккумуляторов) путем создания региональных специализированных организаций. При этом важно обеспечить контроль за загрязнением окружающей среды в регионах сосредоточения транспортных и промышленных пользователей свинецсодержащего оборудования.

Целесообразно разработать нормативы, учет и отчетность по сдаче вторичного свинцового сырья, исходящие из сроков эксплуатации свинецсодержащего оборудования и аккумуляторов.

Технико-экономический анализ создания новых производственных мощностей по полному циклу на новых и реконструируемых (перепрофилируемых) предприятиях показал несомненное преимущество последних, т. к. наличие зданий, сооружений, транспортных связей, очистных установок во многих случаях может снизить капитальные затраты в 3-5 раз.

Технико-экономические расчеты реконструкции ряда российских предприятий на переработку вторичного свинца показывают, что в зависимости от масштаба производства (от 15 до 30 тыс. т товарной свинцовой продукции) объемы инвестиций составят от 9 до 15 млн. долл. США с окупаемостью от 1,7 до 3,0 лет. Однако, если создается комплекс, включающий сбор, переработку вторичного свинца и выпуск товарной продукции с использованием свинца и его сплавов (аккумуляторы, кабельная продукция), то даже при вложении средств на реконструкцию, например аккумуляторного производства с доведением выпускаемых батарей до конкурентоспособного качества, окупаемость не превысит 1,0-1,5 лет. При этом следует иметь в виду, что стоимость свинца в изделии в 2-3 раза выше, чем товарного свинца и его сплавов.

Исходя из сказанного, решение проблемы предотвращения загрязнения окружающей среды на территории России одновременно с обеспечением народного хозяйства страны свинцовой продукцией является задачей государственной важности и независимо от источников финансирования реализуемых мероприятий должно быть под контролем Правительства Российской Федерации.

Сокращение выбросов свинца в атмосферу от автомобильного транспорта может быть обеспечено за счет реализации мероприятий по нескольким направлениям:

Повышение топливной экономичности (энергоэффективности) вновь производимых автотранспортных средств. По имеющимся оценкам конструктивные характеристики отечественных автомобилей определяют их более высокое (на 20-30%) топливопотребление по сравнению с зарубежными аналогами. В настоящее время в рабочих органах Комитета по внутреннему транспорту ЕЭК ООН обсуждается проект правил, регламентирующих требования к топливной экономичности автотранспортных средств. Признание Российской Федерацией данных правил и использование их в национальной системе сертификации автотранспортных средств позволит предъявлять соответствующие требования топливной экономичности к продукции отечественных предприятий-производителей автотранспорта. Можно ожидать, что соответствие выпускаемой отечественной автомобильной техники требованиям действующих международных стандартов в области топливной экономичности может быть обеспечено к 2003-2005 гг. Это позволит к 2005 г. по экспертным оценкам снизить удельное топливопотребление эксплуатируемого автомобильного парка (с бензиновыми двигателями) в среднем на 18-20%.

Изменения в конструкции автомобильных двигателей с целью замещения бензина альтернативными видами топлива (газ, спиртовые топлива, биогаз, водород и др.). Расширение использования для двигателей внутреннего сгорания автомобилей сжатого природного газа и сжиженного нефтяного газа. Перевод, например, 10% автомобильного парка России (легковых, грузовых автомобилей и автобусов) на газовое топливо (более дешевое, чем бензин) могло бы сократить потребление этилированного бензина и снизить выбросы свинца в атмосферу на 25%.

Кроме указанных мероприятий снижению потребления свинецсодержащих бензинов способствуют:

• выпуск и широкое использование грузовых автомобилей различной грузоподъемности и автобусов с дизельными двигателями (например, увеличение парка дизельных грузовых автомобилей до 50% обеспечит снижение поступления свинца в окружающую среду от грузового автотранспорта на 22%);
• обеспечение на переходном этапе гарантированной поставки неэтилированного бензина в наиболее экологически уязвимые и густонаселенные районы;
• обеспечение контроля за качеством топлив, поступающих в продажу;
• совершенствование организации и регулирования дорожного движения, позволяющее снизить расход топлива автотранспортными средствами при их движении по улично-дорожной сети на 10-15% за счет ограничения максимальных скоростей движения, выравнивания скоростей движения в транспортном потоке, повышения равномерности движения и снижения задержек на пересечениях;
• улучшение управления перевозками, позволяющее обеспечить удовлетворение имеющихся транспортных потребностей без увеличения численности автомобилей;
• совершенствование контроля технического состояния эксплуатируемого автотранспорта, являющееся резервом снижения расхода топлива в среднем на 5-7%;
• учет транспортной составляющей в градостроительной политике; развитие системы общественного пассажирского транспорта (сокращение транспортных потребностей населения, создание компактных селитебных зон с развитой торговой и сервисной инфраструктурой, имеющих хорошую и доступную транспортную связь с центральными частями городов и промышленными зонами с использованием общественного пассажирского транспорта, предпочтительно электрифицированного);
• развитие телекоммуникационных технологий, снижающее потребность в перевозках;
• совершенствование элементов государственной политики в области управления работой транспорта (механизмы ценовой, тарифной и налоговой политики, стимулирующие производство и использование более экономичной автотранспортной техники, создающие равные условия конкуренции между различными видами транспорта, стимулирующие перераспределение части объемов автомобильных перевозок на более экологически "чистые" виды транспорта и др.

Заключение.

Таким образом я считаю, что окружающий нас мир и наш организм, это единое целое, и все выбросы и загрязнения поступающие в атмосферу это урон нашему здоровью.

Если же мы будем стараться как можно больше положительного сделать для окружающей среды этим мы продлеваем свою жизнь и оздоровляем свой организм. И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире взаимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда.

Наш окружающий мир – это наш организм, оберегая окружающую среду – мы оберегаем свое здоровье.

Здоровье – это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека.

Здоровье – это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем и создаем.

Список литературы

Г. Кефлинг Тревога в 2000 году   Москва 1999

«Журнал «Кабели и провода», #5/2001

Основы экологии Н.М.    Москва  2001

“Тяжелые металлы” Орлов Д.С. Москва “Металлургия” 1990